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井下救援模块化大直径水平跟管钻机的研制
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作者 凡东 倪晓阳 +4 位作者 穆树元 邹祖杰 文国军 李影平 鲁飞飞 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期236-246,共11页
【目的】针对矿山巷道及隧道塌方事故救援中面临的狭窄空间作业难题,研制一种具备快速响应能力的模块化水平跟管救援钻机系统,以提升复杂环境下的救援效率与安全性。【方法】采用模块化设计理念,通过紧凑化布局优化动力头、给进装置及... 【目的】针对矿山巷道及隧道塌方事故救援中面临的狭窄空间作业难题,研制一种具备快速响应能力的模块化水平跟管救援钻机系统,以提升复杂环境下的救援效率与安全性。【方法】采用模块化设计理念,通过紧凑化布局优化动力头、给进装置及动力系统等核心部件。运用多体动力学仿真对辅助作业车进行倾覆校核,确保其在复杂工况下的稳定性;基于离散元(DEM)−多体动力学(MBD)耦合仿真方法,优化超薄折叠式钻渣带式输送机的结构,显著提升输送效率与空间适应性。结合层次分析法(AHP)与逼近理想点排序法(TOPSIS),构建钻场安全风险评估模型,并集成自回归移动平均(ARMA)和指数平滑算法开发智能预警软件平台,实现了钻场安全态势的动态评估与风险预判。通过钻机静态加载检测、陕西商洛工程试验和云南玉溪集成演练验证钻机性能。【结果和结论】研发的模块化、遥控式大直径跟管救援钻机,最大模块尺寸控制在4000 mm×1700 mm×1450 mm,可在受限空间3 h内完成快速组装;研制的关键部件包括双回转动力头、独立驱动式给进装置、上开口变径夹持扶正系统及遥控单轨吊装系统等,结合电液双控负载敏感液压控制与防爆遥控技术,适配多级跟管钻具,形成集“钻、排、运、护”于一体的救援装备;静态加载检测显示,套管最大转矩达255 kN·m,外管最大推进力达1600 kN;在陕西商洛、云南玉溪分别开展了工程试验和集成演练,完成了3口水平钻孔,最大孔长61.5 m,逃生通道直径570 mm,验证了钻机性能及多级跟管钻进工艺适应性。“钻、排、运、护”一体化井下钻孔救援装备显著提升了狭窄巷道环境下的适应性及救援效率,为矿山及隧道应急救援提供了装备支撑。 展开更多
关键词 矿山灾害 钻孔救援 跟管钻机 模块化设计 双回转动力头 水平大直径钻孔 多级跟管钻进工艺
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海洋模块钻机自动配浆系统的设计与应用 被引量:1
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作者 俞博瀚 郑道林 杜志胜 《石化技术》 2025年第5期130-132,共3页
海洋模块钻机钻井液自动配浆系统,具有自动化程度高、精度高、配浆效果好、安全性高的特点,可有效提高海上钻修井作业时效,是海洋模块钻机自动化、智能化的进一步探索方向。结合海洋模块钻机的总体布置特点和使用需求,从设备现状、配套... 海洋模块钻机钻井液自动配浆系统,具有自动化程度高、精度高、配浆效果好、安全性高的特点,可有效提高海上钻修井作业时效,是海洋模块钻机自动化、智能化的进一步探索方向。结合海洋模块钻机的总体布置特点和使用需求,从设备现状、配套装置选用和仪控系统等方面进行了适应性设计研究,实现了钻井液一键自动加料、混合、配比等作业流程,符合现代钻井作业健康、安全、环保的发展目标。 展开更多
关键词 模块钻机 钻井液 自动化 配浆
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海上固定式平台7000 m自动化钻机系统的研制
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作者 王兵 朱本温 +4 位作者 魏双会 刘雅静 卞勋杰 时琦昊 巨鹏如 《石油机械》 北大核心 2025年第10期96-102,共7页
针对当前海上模块钻机存在的自动化水平较低、现场作业环境恶劣和人员劳动强度大的问题,研制配套了适用于海上固定平台的自动化钻机系统。该钻机系统在国内平台上配套了双司钻环网集成控制系统、自动水平猫道、复合式二层台排管机、全... 针对当前海上模块钻机存在的自动化水平较低、现场作业环境恶劣和人员劳动强度大的问题,研制配套了适用于海上固定平台的自动化钻机系统。该钻机系统在国内平台上配套了双司钻环网集成控制系统、自动水平猫道、复合式二层台排管机、全液压转盘、五缸钻井泵等关键钻井装备,实现了管具上下钻台的自动化输送作业,钻台井口和二层台区域的基本无人化作业,钻井泵房区域、司钻房集中操作的舒适化作业。现场使用结果表明:所配套的自动化装备能够较好地满足现场作业,人员作业环境得到明显改善,劳动强度大大减轻;所配套的双司钻集成控制系统能够实现钻机参数和控制的统一集中管理,操作方便安全;所配套的五缸钻井泵在满足作业性能的前提下,总质量更轻、现场作业空间更加宽敞舒适,较好体现了以人为本的操作维护理念。该钻机系统的成功研制和应用可为今后新建造海洋模块钻机、老旧平台自动化升级改造提供参考依据和思路。 展开更多
关键词 海上模块钻机 自动化钻机 环网集成控制系统 自动水平猫道 排管机
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模块化钻机用动力猫道故障分析与处理
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作者 张中华 穆哲 郭铁坤 《机械管理开发》 2025年第12期220-222,共3页
动力猫道是模块化钻机实现自动化施工的重要组成部分,其中最关键的部件是举升机构,举升机构及其铰点设计的优劣不仅影响动力猫道的工作性能,同时还影响到施工的安全。以模块化钻机用动力猫道举升机构设计优化以及其铰点开裂故障为例,分... 动力猫道是模块化钻机实现自动化施工的重要组成部分,其中最关键的部件是举升机构,举升机构及其铰点设计的优劣不仅影响动力猫道的工作性能,同时还影响到施工的安全。以模块化钻机用动力猫道举升机构设计优化以及其铰点开裂故障为例,分析了举升机构铰点布置不合理,支撑铰点受力大,因应力集中导致焊缝开裂失效的问题,对举升机构铰点布置及部分结构铰点进行了优化设计,并应用有限元软件对优化的结构进行动态仿真分析和强度校核。经装机验证表明,改进举升机构及铰点后的动力猫道现场施工运行平稳,故障率低,可靠性高。 展开更多
关键词 模块化钻机 动力猫道 有限元分析 结构改进
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基于AHP-Entropy的海洋模块钻机多维度评价模型及应用
5
作者 牟哲林 《中外能源》 2025年第5期41-47,共7页
海洋模块钻机在深水、超深水和边际油田开发中扮演着关键角色,海洋模块钻机的性能评估,对于确保其在复杂海洋环境中的适应性和工作效率至关重要。在实际评估过程中,单一的赋权方法 在一定程度上会对结果造成偏差。为此,提出一种基于层... 海洋模块钻机在深水、超深水和边际油田开发中扮演着关键角色,海洋模块钻机的性能评估,对于确保其在复杂海洋环境中的适应性和工作效率至关重要。在实际评估过程中,单一的赋权方法 在一定程度上会对结果造成偏差。为此,提出一种基于层次分析法(AHP)和熵权法(EWM)相结合的海洋模块钻机综合评价模型,构建了包括钻井额定数据、模块钻机设计性能和经济效益三个定量评价维度的指标体系。AHP是主观赋权法,熵权法是客观赋权法,指标权重分别通过专家评分和信息熵计算获得,并通过线性加权实现主客观权重的均衡分配,以弥补单一赋权带来的不足,实现更科学的综合评价。以东海平湖油气田为研究对象,利用所构建的模型综合评估该地区模块钻机在不同井型中的能力表现。结果 显示,PH19井型在钻井额定数据、设计性能和经济效益指标上分别获得94.9、77.3和100(归一化值),而在综合评分上总分达到91.26分,明显高于其他井型。未来应进一步引入实时监测数据和现场反馈,以动态优化指标权重,并扩充指标体系,构建综合决策支持平台,实现对海上钻采平台的持续优化。 展开更多
关键词 海洋模块钻机 性能评价 赋权方法 钻井额定数据 设计性能 经济效益
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海上固定平台模块钻机自动配浆装置及其优化设计研究
6
作者 黄钰苑 陈康胜 龙在云 《现代制造技术与装备》 2025年第10期184-186,共3页
海上固定平台模块钻机作业中,传统配浆工艺过度依赖人工操作,存在效率低、精度差和安全性不足等问题。研制一种新型自动配浆装置,对关键部件进行优化设计。该装置集成高效搅拌系统、自动散料割袋机构、变频旋转供料装置、快速混合单元... 海上固定平台模块钻机作业中,传统配浆工艺过度依赖人工操作,存在效率低、精度差和安全性不足等问题。研制一种新型自动配浆装置,对关键部件进行优化设计。该装置集成高效搅拌系统、自动散料割袋机构、变频旋转供料装置、快速混合单元和高精度密度监测系统,自动控制固相材料投放、浆液配制的全过程。该设计通过重新构建工艺流程,优化电控系统,全面加强装置运行的稳定性,有效规避人为操作误差风险,提高配浆的准确性。研究结果表明,该自动配浆装置在海上平台复杂工况下具有良好的适用性,为钻井液配制环节的智能化升级提供了技术支撑。 展开更多
关键词 海上固定平台 模块钻机 自动配浆装置 优化设计
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海洋平台模块钻机固控系统防共振优化设计
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作者 杨肖龙 李彦丽 +3 位作者 张晓频 安振武 刘志鹏 周可佳 《中国海洋平台》 2025年第4期78-87,共10页
针对海洋平台模块钻机固控系统共振问题,以南海某HZJ450模块钻机为研究对象,结合经典结构动力学理论,根据模块钻机振动筛甲板支撑结构特点,通过模态分析、谐响应分析与瞬态响应分析相结合的方式,构建一套适合实际工程应用的结构动力分... 针对海洋平台模块钻机固控系统共振问题,以南海某HZJ450模块钻机为研究对象,结合经典结构动力学理论,根据模块钻机振动筛甲板支撑结构特点,通过模态分析、谐响应分析与瞬态响应分析相结合的方式,构建一套适合实际工程应用的结构动力分析流程,根据动力响应结构提出增加垂向刚度的有针对性改进方案。结果表明,结构速度和加速度响应降低,达到工程标准要求,共振发生的可能性减少。该平台模块钻机已完成投产应用,效果良好,垂向刚度增加为标准化的模块钻机结构设计提供改进方向,理论及实际应用进一步验证分析方法的可靠性,为海洋平台模块钻机结构动力分析提供重要参考,并可推广至海洋工程用于大型振动设备与结构设计。 展开更多
关键词 海洋平台 模块钻机 固控系统 动力分析 共振分析 优化设计
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QX100D型多功能勘察钻机的研制
8
作者 高明帅 王悦 +5 位作者 薛善忠 王璐 臧臣坤 刘璐 张辉 张显春 《地质装备》 2025年第6期10-15,共6页
云南等地震活跃地区在受到地震等自然灾害影响时易产生滑坡等次生灾害,快速勘察、评估并提出有效处置方案是应急抢险的重要方法。虽然采用物探方法可以快速地划定滑坡区域,但无法准确定量评估滑坡体量,更无法为后续的锚固和挡土墙建设... 云南等地震活跃地区在受到地震等自然灾害影响时易产生滑坡等次生灾害,快速勘察、评估并提出有效处置方案是应急抢险的重要方法。虽然采用物探方法可以快速地划定滑坡区域,但无法准确定量评估滑坡体量,更无法为后续的锚固和挡土墙建设提供准确的数据支撑。现有勘察设备受到体积、重量等影响很难适应滑坡场地的恶劣运输条件,复杂、低效的施工方法因需要在随时可能发生次生灾害的现场钻取岩心才能获取有效的地层信息,而且现有的施工装备和方法的取心率和取心效率均较低,很难在应急抢险评估中快速有效地发挥作用。QX100D型多功能勘察钻机通过模块化设计,采用内置式传感器,可以实时获得钻进参数,实现钻进参数连续、实时显示与存储,与取心、取样共同提供准确地层数据,同时该设备可满足垂直取心、水平锚固成孔等多功能需求,可为项目实施提供多方位的保障。 展开更多
关键词 模块化钻机 数字化钻机 小口径取心钻进 多工艺钻进
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模块钻机的现状及发展趋势 被引量:59
9
作者 冯定 唐海雄 +5 位作者 周魁 胡泽刚 徐杰 黄朝斌 柳进 李寿勇 《石油机械》 北大核心 2008年第9期143-147,13,共5页
对模块钻机的特点及其与移运式钻机的区别做了简单的介绍,结合几款模块钻机阐述了目前国内外模块钻机的发展技术水平及现状,并对海洋模块钻机进行了简单介绍。最后对模块钻机的发展趋势进行了分析,模块钻机必将朝着模块程度更高化、自... 对模块钻机的特点及其与移运式钻机的区别做了简单的介绍,结合几款模块钻机阐述了目前国内外模块钻机的发展技术水平及现状,并对海洋模块钻机进行了简单介绍。最后对模块钻机的发展趋势进行了分析,模块钻机必将朝着模块程度更高化、自动化和智能化的方向发展。交流变频电驱动石油钻机将成为陆地和海洋石油钻机发展的换代产品,盘式刹车和顶部驱动钻井装置的使用使得钻井安全系数有了很大提升,全液压可动移式模块钻机具有明显的优势,必将得到更大发展。 展开更多
关键词 模块钻机 海洋模块钻机 现状 发展趋势
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轻便型模块化岩芯钻机研制及优化 被引量:5
10
作者 王龙 李波 +1 位作者 赵海侗 邹成 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第8期292-294,共3页
针对国内外轻型模块化钻机存在的问题,设计了一款钻深更大、便于装拆的轻便型模块化岩芯钻机。并对钻机的整体结构进行了优化,使其模块划分更加合理,且便于快速拆装。针对关键零部件进行了轻量化设计,使各模块质量更轻。该产品可应用于... 针对国内外轻型模块化钻机存在的问题,设计了一款钻深更大、便于装拆的轻便型模块化岩芯钻机。并对钻机的整体结构进行了优化,使其模块划分更加合理,且便于快速拆装。针对关键零部件进行了轻量化设计,使各模块质量更轻。该产品可应用于地质勘探、深边探矿等领域。 展开更多
关键词 深边探矿 钻机 模块化 轻量化
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XJ70DB电动修井机的研制与应用 被引量:11
11
作者 尹文波 张慧峰 +2 位作者 安庆宝 王平 王天林 《石油机械》 北大核心 2013年第5期88-91,共4页
鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大,噪声污染严重,工作效率低,以及安全隐患多等技术缺陷,研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计,主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中,电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱... 鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大,噪声污染严重,工作效率低,以及安全隐患多等技术缺陷,研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计,主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中,电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱传动方案,以双速电机变极调速取代机械换挡调速,操作方便,结构简单,运行可靠,噪声低。采用盘式刹车与绞车电机能耗制动联合刹车技术,刹车准确可靠,启停平稳。电气控制系统采用PLC集中控制,为修井作业创建了数字化、自动化和信息化平台,全面提升修井机自动化水平。23口井的现场试验结果表明,该电动修井机具有节能环保、安全高效、自动化程度高及操作方便等优点。 展开更多
关键词 电动修井机 模块化设计 双速电机 联合刹车 PLC 液压控制
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液压支架电液阀性能试验台液压系统设计 被引量:5
12
作者 张晞 夏鹏 +1 位作者 任丹丹 王斌 《机床与液压》 北大核心 2014年第2期54-56,共3页
为配合电磁先导阀的研制和进行性能测试,需要设计和搭建一种专用于测试电磁先导阀性能的试验台。利用模块化设计方法,选择新型液压元件,进行了电液阀性能试验台液压系统的设计。
关键词 电磁先导阀 试验台 模块化 液压系统
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模块化测控综合实验平台设计与开发 被引量:3
13
作者 苏伟 何岭松 高志强 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2014年第12期91-94,共4页
为满足机电类专业对实验设备一机多用、机电结合和对职校教师培训的要求,设计与开发了一种模块化综合测控实验平台。该平台集机械设计技术、气动技术、机电传动技术、检测技术、微机控制技术于一体。该平台单个模块既是一个独立的实验单... 为满足机电类专业对实验设备一机多用、机电结合和对职校教师培训的要求,设计与开发了一种模块化综合测控实验平台。该平台集机械设计技术、气动技术、机电传动技术、检测技术、微机控制技术于一体。该平台单个模块既是一个独立的实验单元,模块间联合又可进行综合性测控实验。详细介绍了平台的组成、功能、应用实例和特点。该实验平台可重组性强,功能全面,交互性好,为学生实践能力的培养和职校教师培训提供了一个良好的平台。 展开更多
关键词 综合测控 实验平台 模块化设计
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轻型钻机模块化应用技术 被引量:6
14
作者 郭谊民 陈增伟 杨森 《石油机械》 北大核心 2002年第2期1-3,3,共3页
在分析了国内钻机模块化技术应用方面同国外钻机的差距后 ,提出了适合中国国情的橇装模块化钻机的设计方案 ,即在符合SY/T5 6 0 9- 1999《石油钻机型式与基本参数》条件的基础上 ,使井架、底座、动力机橇的设计与橇装模块化技术相吻合... 在分析了国内钻机模块化技术应用方面同国外钻机的差距后 ,提出了适合中国国情的橇装模块化钻机的设计方案 ,即在符合SY/T5 6 0 9- 1999《石油钻机型式与基本参数》条件的基础上 ,使井架、底座、动力机橇的设计与橇装模块化技术相吻合。实际应用表明 ,南阳石油机械厂根据这种思路研制的ZJ30 / 170 0橇装模块化钻机具有良好的移运性及经济性。 展开更多
关键词 轻便钻机 撬装钻机 模块化设计 石油钻机 井架 底座 动力机橇
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中低温地热钻机适应性技术方案研究 被引量:4
15
作者 信石玉 高文金 +2 位作者 黎爱军 王培义 张东清 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第1期79-82,5,共4页
地热能源作为化石能源的绿色替代品,已在世界范围内进行了不同规模的开发和利用,钻机作为地热资源钻采的主要装备,面临着开发适应性和资源回报率平衡的挑战。欧美部分国家高温地热资源丰富,采用先进的自动化油气钻井钻机开发并用以发电... 地热能源作为化石能源的绿色替代品,已在世界范围内进行了不同规模的开发和利用,钻机作为地热资源钻采的主要装备,面临着开发适应性和资源回报率平衡的挑战。欧美部分国家高温地热资源丰富,采用先进的自动化油气钻井钻机开发并用以发电;我国用于市政供暖的中低温地热资源分布较广,将油气或水文钻机进行适应性技术改进,使其钩载、功率等具备中低温地热井高效钻井成井能力,并使用网电驱动、模块集成、隔音降噪等技术使作业成本更低、城区地形适应性更强、更环保。 展开更多
关键词 地热 供暖 电驱动钻机 模块化 隔音降噪 降本
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定制钻机的模块化设计研究 被引量:3
16
作者 张铭津 陈航 李淑健 《煤矿机械》 2017年第6期12-13,共2页
针对煤矿日益增长的定制钻机需求与交付周期、生产成本、产品标准化等生产问题之间的矛盾,通过对钻机设计过程的分解,研究了定制钻机的模块化设计流程。结合钻机产品特征和企业自身条件,确定了定制钻机的模块划分方法与模块种类。最后,... 针对煤矿日益增长的定制钻机需求与交付周期、生产成本、产品标准化等生产问题之间的矛盾,通过对钻机设计过程的分解,研究了定制钻机的模块化设计流程。结合钻机产品特征和企业自身条件,确定了定制钻机的模块划分方法与模块种类。最后,通过在实际定制产品设计中的应用,验证了模块化设计方法的可行性。 展开更多
关键词 钻机 定制 模块化
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7000m海洋模块钻机滑轨结构优化设计 被引量:10
17
作者 张建勇 王宁 +2 位作者 胡泽刚 陶强 李玉鹏 《石油矿场机械》 2012年第6期30-33,共4页
7 000m海洋模块钻机作用在平台甲板滑轨上的支点反力比5 000m模块钻机增加约30%。提出在不改变滑轨主结构形式的基础上,在翼缘板下方增加2条平行于腹板的纵向筋板,用于增强滑轨结构强度,提高承载能力。利用有限元方法对结构参数进行优... 7 000m海洋模块钻机作用在平台甲板滑轨上的支点反力比5 000m模块钻机增加约30%。提出在不改变滑轨主结构形式的基础上,在翼缘板下方增加2条平行于腹板的纵向筋板,用于增强滑轨结构强度,提高承载能力。利用有限元方法对结构参数进行优化和比较分析,使得改进后的滑轨结构完全满足7 000m钻机的使用要求,确保钻井作业的安全性和经济性。 展开更多
关键词 海洋平台 模块钻机 滑轨 结构优化 有限元分析
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海底钻机及其研究进展 被引量:8
18
作者 王敏生 黄辉 《石油机械》 北大核心 2013年第5期105-110,共6页
为节省钻井成本及避免海洋环境和恶劣天气对钻井作业的干扰,提出了海底钻机的概念。阐述了海底钻机的原理,介绍了国外2种海底钻机的结构、运作程序以及钻机关键设备的功能,对比分析了海底钻机与常规浮式钻井装备预期的经济效益。最后针... 为节省钻井成本及避免海洋环境和恶劣天气对钻井作业的干扰,提出了海底钻机的概念。阐述了海底钻机的原理,介绍了国外2种海底钻机的结构、运作程序以及钻机关键设备的功能,对比分析了海底钻机与常规浮式钻井装备预期的经济效益。最后针对海底钻机国产化提出建议:国内应加强对海底钻机材料及自动化程度的跟踪研究;在石油工程相关领域的技术研发和装备制造过程中可以借鉴海底钻机模块化设计技术、加工制造技术、水下安装技术、智能作业技术以及远程控制技术等;国内可以从用于深水海底自动取样、浅钻设备入手,开始关键设备的研发试验。 展开更多
关键词 海底钻机 深水 模块化 自动化 研究进展
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钻机的模块化设计——系列专题之三 被引量:39
19
作者 陈如恒 《石油矿场机械》 北大核心 2004年第4期1-8,共8页
针对用户提出的多样化产品要求 ,很多行业开展了产品的模块化设计。文章介绍了模块的特征 ,模块化设计的方法和步骤。近年来 ,石油钻机用户也日益提出多样性、适应性的需求 ,对钻机这一流动性作业的大型机械系统如何“量体裁衣” ?如何... 针对用户提出的多样化产品要求 ,很多行业开展了产品的模块化设计。文章介绍了模块的特征 ,模块化设计的方法和步骤。近年来 ,石油钻机用户也日益提出多样性、适应性的需求 ,对钻机这一流动性作业的大型机械系统如何“量体裁衣” ?如何加速装卸运输过程 ?文章介绍了钻机的模块划分及绞车模块化方案 。 展开更多
关键词 石油钻机 模块化设计 绞车模块 装卸运输
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崖城PFA小撬块组合式模块钻机总体方案设计 被引量:14
20
作者 王长军 《石油矿场机械》 2011年第1期60-62,共3页
小撬块组合式模块钻机是一种新型的海洋模块钻机,具有安装拆卸灵活、搬迁方便、安装运输不依赖大型驳船和浮吊设备等特点。介绍了崖城PFA小撬块组合式模块钻机总体方案和撬块吊装方案及安装步骤,对同类钻机设计有借鉴作用。
关键词 小撬块 模块钻机 模块划分 浮吊
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